CN103104345A - 用于吹扫燃气涡轮发动机的气体燃料线路的系统 - Google Patents
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Abstract
一种系统包括多燃料燃气涡轮，其被构造成在液体燃料系统和气体燃料系统上操作，其中，多燃料燃气涡轮包括压缩机、燃烧器和涡轮。该系统还包括气体燃料吹扫系统，其被构造成在燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，其中，气体燃料吹扫系统被构造成利用空气和蒸汽相继地吹扫气体燃料线路。
Description
技术领域
本文所公开的主题涉及具有多燃料系统的燃气涡轮发动机。
背景技术
一般而言，燃气涡轮发动机燃烧压缩空气与燃料的混合物以产生热燃烧气体。某些燃气涡轮发动机包括多燃料系统，其使用例如气体燃料和液体燃料，其中多燃料系统允许从一种燃料转变到另一种。在从一种燃料(例如第一燃料)转变到另一燃料(例如，第二燃料)期间，终止第一燃料的使用。但是，在第一燃料操作期间，可能会发生焦化、燃烧产物到第一燃料管道系统中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
发明内容
在范围上与最初要求保护的本发明相称的某些实施例概括在下文中。这些实施例并不意图限制所要求保护的本发明的范围，而是，这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文所述实施例的多种形式。
根据第一实施例，一种系统包括多燃料燃气涡轮，其被构造成在液体燃料系统和气体燃料系统上操作，其中，多燃料燃气涡轮包括压缩机、燃烧器和涡轮。该系统还包括气体燃料吹扫系统，其被构造成在燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，其中，气体燃料吹扫系统被构造成利用空气和蒸汽相继地吹扫气体燃料线路。
根据第二实施例，一种系统包括空气和蒸汽双吹扫系统，其被构造成在多燃料燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫联接到该多燃料燃气涡轮的气体燃料线路。空气和蒸汽双吹扫系统包括空气吹扫线路和蒸汽吹扫线路，空气吹扫线路被构造成利用空气吹扫气体燃料线路，蒸汽吹扫线路被构造成利用蒸汽吹扫气体燃料线路。
根据第三实施例，一种用于吹扫多燃料燃气涡轮的气体燃料线路的方法包括：以液体燃料开始多燃料燃气涡轮的操作。该方法还包括：最初利用空气吹扫气体燃料线路。该方法还包括：监测蒸汽供应的蒸汽参数，以判断蒸汽参数是否达到蒸汽注入许可阈值。该方法进一步包括：在蒸汽参数达到蒸汽注入许可阈值后随后利用蒸汽吹扫气体燃料线路。
附图说明
当参照附图阅读下文的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相同附图标记表示相同部件，其中：
图1为具有空气和蒸汽双吹扫系统的涡轮系统用的燃料管理系统的实施例的示意框图；
图2为在利用空气的第一操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，并联吹扫线路)的示意图；
图3为在利用蒸汽的第二操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，并联吹扫线路)的示意图；
图4为在利用空气的第一操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，部分独立的吹扫线路和三通阀)的示意图；
图5为在利用蒸汽的第二操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，部分独立的吹扫线路和三通阀)的示意图；
图6为在利用空气的第一操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，完全独立的吹扫线路)的示意图；
图7为在利用蒸汽的第二操作模式中的涡轮系统用的空气和蒸汽双吹扫系统和燃料管理系统的一部分的实施例(例如，完全独立的吹扫线路)的示意图；
图8为用于吹扫涡轮系统的气体燃料系统的气体燃料线路的过程的实施例的流程图。
附图标记：
10 燃料管理系统
12 涡轮系统
14 燃气涡轮发动机
16 空气和蒸汽双吹扫系统
18 燃料控制器
20 燃料喷嘴
22 燃料喷嘴
24 燃烧器
26 燃料燃烧器
28 燃料燃烧器
30 涡轮
32 轴
34 压缩机
35 发电机
36 气体燃料
38 液体燃料
40 主燃料管线
42 主燃料管线
44 阀
46 阀
48 吹扫线路
50 蒸汽供应
52 空气供应
54 燃料转变控制逻辑
56 吹扫控制逻辑
66 歧管
68 蒸汽供应管线
70 阀
72 管线
74 空气吹扫线路
76 蒸汽吹扫线路
78 共同吹扫线路
80 阀
82 孔口
84 阀
86 阀
88 管线
90 阀
92 气体歧管
94 阀
96 排泄管线
98 孔口
100 阀
102 箭头
104 箭头
106 箭头
108 箭头
110 箭头
112 箭头
122 箭头
124 箭头
126 箭头
128 箭头
130 箭头
132 箭头
134 箭头
136 箭头
138 箭头
140 箭头
142 箭头
144 箭头
154 三通阀
156 第一端口
158 第二端口
160 管线
162 第三端口
164 箭头
166 箭头
168 箭头
170 箭头
172 箭头
174 箭头
184 箭头
186 箭头
188 箭头
190 箭头
192 箭头
194 箭头
196 箭头
198 箭头
200 箭头
202 箭头
212 阀
214 阀
216 管线
218 阀
220 阀
222 阀
224 管线
226 阀
228 箭头
230 箭头
232 箭头
234 箭头
236 箭头
246 箭头
248 箭头
250 箭头
252 箭头
254 箭头
256 箭头
258 箭头
260 箭头
262 箭头
272 过程
274 步骤
276 步骤
278 步骤
280 步骤
282 步骤。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或更多具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中可不描述实际实施方式的所有特征。应当了解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多具体实施决策来实现开发者的具体目的，例如符合系统相关和商务相关的约束，该约束可随实施方式不同而变化。此外，应当了解，这种开发努力可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员而言却是设计、制作和制造的常规任务。
当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在这些元件中的一个或更多。术语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的且意味着可存在除了所列元件之外的额外元件。
本公开致力于用于在液体燃料操作期间吹扫具有多燃料系统(例如，液体和气体燃料)和蒸汽注入系统的燃气涡轮发动机的气体燃料线路的系统和方法。在具有多燃料系统的燃气涡轮发动机中，气体燃料线路(例如，气体燃料管线、燃料喷嘴和气体歧管)可在燃气涡轮发动机的液体燃料操作期间被吹扫以避免焦化、燃烧产物到气体燃料管线和燃料喷嘴中的回流以及发动机硬件的较快劣化。此外，多燃料燃气涡轮发动机可被提供蒸汽以增加多燃料燃气涡轮发动机的功率输出。本公开的实施例提供了一种系统，该系统包括气体燃料吹扫系统(例如，空气和蒸汽双吹扫系统)，其被构造成在燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路。特别地，气体燃料吹扫系统被构造成利用空气和蒸汽相继吹扫气体燃料线路。例如，气体燃料吹扫系统被构造成在达到蒸汽注入许可阈值(例如，锅炉升温直到蒸汽到达特定温度和压力)之前最初利用空气来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，并且在达到蒸汽注入许可阈值后随后利用蒸汽来吹扫气体燃料线路(同时还向燃气涡轮发动机提供蒸汽以增加多燃料燃气涡轮发动机的功率输出)。气体燃料系统可包括空气吹扫线路和蒸汽吹扫线路两者，空气吹扫线路利用空气来吹扫气体燃料线路，蒸汽吹扫线路利用蒸汽来吹扫气体燃料线路。在某些实施例中，空气吹扫线路和蒸汽吹扫可为并联或部分独立的线路，它们会聚为共同吹扫线路。例如，气体燃料吹扫线路可包括三通阀，其包括与来自蒸汽供应的管线接合的第一端口、与来自燃气涡轮发动机的压缩机的压缩机排放端口的管线接合的第二端口以及与空气吹扫线路接合的第三端口。三通阀被构造成打开端口组合以使空气或蒸汽能够用于吹扫气体燃料线路。在其它实施例中，空气吹扫线路和蒸汽吹扫线路为完全独立的线路。燃气涡轮系统还可包括控制器(例如，涡轮燃料控制器)，其被构造成控制气体燃料吹扫系统和用空气和蒸汽对气体燃料线路的相继吹扫(例如，经由吹扫控制逻辑)。这些系统被设计成允许来自气体燃料系统的气体燃料的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机的功率输出。
图1为用于具有空气和蒸汽双吹扫系统16(例如，气体燃料吹扫系统)的涡轮系统12(例如，燃气涡轮发动机14)的燃料管理系统10的一实施例的示意框图。如在下文中详细描述的，所公开的空气和蒸汽双吹扫系统16被构造成在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间相继吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线，燃料喷嘴，以及气体歧管)，同时还向燃气涡轮发动机14提供蒸汽以增加发动机14的功率输出。尽管下文的公开讨论了在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，但在某些实施例中，吹扫系统16可用于在燃气涡轮发动机14的气体燃料操作期间吹扫来自液体燃料系统的液体燃料。此外，在其它实施例中，吹扫系统16可用于在利用相同类型的不同燃料(例如，气体燃料或液体燃料)进行燃料操作期间吹扫燃料系统的燃料线路(例如，气体或液体燃料线路)。燃料管理系统16采用燃料控制器18(例如，涡轮燃料控制器)，其被构造成控制到燃气涡轮发动机14的燃料供应，特别是一种燃料供应的终止和到另一燃料供应的转变。此外，如在下文中更详细描述的，燃料控制器18被构造成控制空气和蒸汽双吹扫系统16且特别是利用空气和蒸汽对气体燃料线路的相继吹扫，以维持气体燃料线路中流体(例如空气或蒸汽)的连续流动，从而防止易燃流体从燃烧器再循环回到气体燃料线路中。涡轮系统12可使用多种燃料例如液体和/或气体燃料来供给燃气涡轮发动机14(例如，多燃料燃气涡轮)。在某些实施例中，涡轮系统12可备选地使用液体燃料和气体燃料。在其它实施例中，涡轮系统12可备选地使用不同的气体燃料。在仍然其它实施例中，涡轮系统12可使用不同的液体燃料。液体燃料可包括馏分油、轻原油、生物液体燃料和其它液体燃料。气体燃料可包括天然气和/或作为工业过程的副产物生成的(多种)易燃气体，其可或可不包含氢气。这些易燃气体可被称作且包括合成气、合成气体、合成天然气、精炼厂尾气、精炼厂废气、高炉气、焦炉气或其它易燃气体。
如在涡轮系统12(例如，燃气涡轮发动机14)中所描绘的那样，一个或更多燃料喷嘴20、22(例如，一级燃料喷嘴20和二级燃料喷嘴22)引入燃料供应(例如，气体燃料和/或液体燃料)，以最佳燃烧、排放、燃料消耗和功率输出的合适比例混合燃料与空气并将空气-燃料混合物分配到燃烧器24中。在某些实施例中，燃烧器24包括一个或更多一级燃料喷嘴20和一个或更多二级燃料喷嘴22。空气-燃料混合物在燃烧器24内的腔室中燃烧，从而生成热加压排气。燃烧器24引导排气通过涡轮30朝向排气出口。当排气通过涡轮30时，气体迫使涡轮叶片使轴32沿着涡轮系统12的轴线旋转。如图所示，轴32可连接到涡轮系统12的各种构件，包括压缩机34。压缩机34还包括联接到轴32的叶片。在轴32旋转时，在压缩机34内的叶片也旋转，从而压缩从进气口经压缩机进入燃料喷嘴20、22和/或燃烧器24中的空气。轴32还可连接到负载，例如发电厂中的发电机35。负载可包括能由涡轮系统12的旋转机械功率输出提供功率的任何合适装置。如在下文中更详细描述的，压缩机34可包括压缩机排放端口，其被构造成接收来自蒸汽供应的蒸汽以增加涡轮系统12的功率输出。此外，可从压缩机34的压缩机排放端口提取空气，以在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路。
燃料管理系统10向涡轮系统12(例如，燃气涡轮发动机14)提供气体燃料36和液体燃料38的流。如图所示，每个燃料供应36和38分别包括主燃料管线40和42。在某些实施例中，燃料管线40、42的数量可不同(例如，2至28个燃料管线)。
而且，燃料管理系统10包括空气和蒸汽双吹扫系统16(例如，气体燃料吹扫系统)，其被构造成在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间吹扫气体燃料管线40(例如，气体燃料线路)。吹扫系统16包括在气体喷嘴20、22(和气体歧管)的上游联接到气体燃料管线40的一个或更多吹扫管线或线路48。吹扫系统16联接到蒸汽供应50和空气供应52两者。蒸汽供应50可由锅炉、热回收蒸汽发生器(HRSG)或其它源来提供。空气供应52可从压缩机34的压缩机排放端口或独立压缩机提取。吹扫系统16被构造成利用空气和蒸汽来相继地吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22和气体歧管)。吹扫系统16被构造成在至少两种不同模式下操作。在发动机使用液体燃料38启动期间的第一操作模式期间，在蒸汽注入之前(例如，在锅炉升温时)，吹扫系统16利用从压缩机34的压缩机排放端口提取的空气来最初吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，如在下文中更详细描述的那样。吹扫系统16在蒸汽参数(例如，温度和压力)达到蒸汽注入许可阈值之前(例如，在锅炉升温时)以第一模式操作。蒸汽注入许可阈值为温度和压力两者的函数。针对温度的蒸汽注入许可阈值可在从约250℃至425℃的范围内，而压力可在从大约3500 kPa到5500 kPa的范围内。在发动机以液体燃料38启动期间(且随后以液体燃料38操作)的第二操作模式期间，吹扫系统16利用蒸汽而不是空气来随后吹扫来自气体燃料系统的气体燃料36，如在下文中更详细描述的。在蒸汽参数达到蒸汽注入许可阈值之后，吹扫系统16以第二模式操作。此外，在第二操作模式期间，蒸汽被提供给燃气涡轮发动机14以增加发动机14的功率输出。
燃料管理系统10包括燃料控制器18，其被构造成控制到涡轮系统12的气体燃料36的供应、到涡轮系统12的液体燃料38的供应以及在使用气体燃料36和液体燃料38用于涡轮系统12之间的转变。此外，控制器18被构造成控制吹扫系统16和利用空气和蒸汽对气体燃料系统的气体燃料线路的相继吹扫。燃料控制器18联接到气体和液体燃料供应36、38以及下文详细描述的与燃料管理系统10和吹扫系统16相关联的其它阀。燃料控制器18包括被构造成控制从气体燃料36到液体燃料38的转变(反之亦然)的逻辑(例如，燃料转变控制逻辑54)。燃料控制器18还包括被构造成控制吹扫联接到多燃料燃气涡轮14的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40)的吹扫顺序的逻辑(例如，吹扫控制逻辑56)。吹扫顺序包括利用空气和蒸汽来相继地吹扫气体燃料线路，如下文所述。控制器18的逻辑可包括存储于非暂态有形计算机可读介质上的指令。由于这种逻辑，吹扫系统16允许对气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫系统16避免了焦化、燃烧产物到气体燃料管线和燃料喷嘴20、22中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
图2为在利用空气吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的第一操作模式中的、涡轮系统12用的空气和蒸汽双吹扫系统16(例如，气体燃料吹扫系统)和燃料管理系统10的一部分的实施例的示意图。如图所示，蒸汽供应50(例如，由锅炉提供)经由蒸汽供应管线68联接到压缩机34的压缩机排放端口的歧管66(例如，空气和蒸汽双歧管)。蒸汽供应管线68包括阀70(例如，蒸汽截止阀)，其被构造成允许或限制沿着蒸汽供应管线68到压缩机排放端口的歧管66的流。
吹扫系统16包括在阀70与歧管60之间联接到蒸汽供应管线68的管线72(例如，吹扫线路)。管线72分成并联的吹扫管线或线路(即，部分独立的线路)，空气吹扫线路74和蒸汽吹扫线路76，之后线路74和76形成联接或连结到气体燃料管线40的共同管线或吹扫线路78。在某些实施例中，空气吹扫线路74的直径大于蒸汽吹扫线路76的直径。空气吹扫线路74包括阀80(例如，吹扫空气阀)以允许或限制空气沿着空气吹扫线路74到共同吹扫线路78的流。蒸汽吹扫线路76包括孔口82(例如，吹扫蒸汽孔口)，其被构造成限制蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76到共同吹扫线路78的流。在某些实施例中，蒸汽吹扫线路可包括可调整阀而不是孔口82，以限制蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76到共同吹扫线路78的流。共同吹扫线路78包括一对阀84和86(例如，截断阀)，其被构造成允许或限制空气或蒸汽沿着共同吹扫线路78到气体燃料管线40的流。管线88(例如，排泄管线)在阀84与86之间联接到共同吹扫线路78。管线88包括阀90(例如，泄放阀)，其通常打开以排出易燃流体的任何回流。一起，阀84和86以及泄放阀系统被构造成在燃气涡轮发动机14的气体燃料操作期间减小或消除任何可能的易燃流体泄漏到压缩机排放端口的歧管66中。
如上所述，共同吹扫线路78联接到气体燃料管线40。燃料管理系统10经由气体燃料管线40向燃气涡轮发动机14的气体歧管92提供气体燃料36。气体燃料管线40可包括一个或更多阀，其被构造成控制气体燃料36到气体歧管92的流。在吹扫操作期间，该一个或更多阀关闭。在气体燃料管线40与共同吹扫线路78的联接处的上游，气体燃料管线40包括阀94(例如，止回阀)，其被构造成阻止气体燃料36的回流或者空气或气体到气体燃料供应36的流。
吹扫系统16还包括排泄管线96，其在气体歧管92(例如，在气体燃料管线40的低点)与共同吹扫线路78和气体燃料管线40之间的连接处之间联接到气体燃料管线40。排泄管线96包括与阀100(例如，截流阀)串联的孔口98。阀100位于孔口98的下游。排泄管线96被构造成在蒸汽吹扫操作期间收集和排泄从蒸汽形成的任何冷凝物。此外，任何蒸汽也可经由排泄管线96排到另一区域。
如上所述，控制器18联接到且被构造成打开及关闭阀70、80、84、86、90、100。通过打开和关闭阀70、80、84、86、90、100，控制器18能够经由吹扫控制逻辑56(例如，存储于非暂态有形计算机可读介质上的指令)来控制吹扫系统16和用空气和蒸汽对气体燃料线路的相继吹扫，以及控制经由歧管66向燃气涡轮发动机14提供蒸汽。此外，控制器18经由燃料转变控制逻辑54来调节从气体燃料36到液体燃料38的转变，反之亦然。
如上所述，在蒸汽参数达到蒸汽注入许可阈值之前，吹扫系统16(经由控制器18)被构造成(在第一操作模式期间)在以液体燃料38启动涡轮系统12之后利用空气来最初吹扫气体燃料线路。从压缩机34的压缩机排放端口的歧管66提取空气，如由箭头102所示。所供应的空气的一部分沿着蒸汽供应管线68朝向蒸汽截流阀70供应，如由箭头104所示。在第一操作模式期间，蒸汽截流阀70关闭，因此，沿着蒸汽供应管线68朝向阀70流动的空气可被排泄，如由箭头106所示。当阀70关闭时，由蒸汽供应50提供的任何蒸汽转移到蒸汽排泄口。
空气的另一部分行进通过管线72到空气吹扫线路74，如由箭头108所示。空气沿着最小阻力的路径流动，空气吹扫线路74而不是蒸汽吹扫线路86，这归因于沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82。跨过孔口82的空气流将比沿着空气吹扫线路74的空气流导致更高的压降。这种设计使得吹扫系统16能够减小压降且允许连续的空气吹扫流。空气沿着共同吹扫线路78以最小压降通过打开的阀84和86流到气体燃料管线40中，如由箭头110所示。在用空气吹扫气体燃料36时，泄放阀90关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，空气然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头112所示，以吹扫气体燃料系统(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22以及气体歧管92)。在利用空气吹扫气体燃料线路时，排泄阀100关闭，以阻止任何可能的泄漏和压力损失。低压差存在于空气源(例如，歧管66)与气体燃料喷嘴槽之间。吹扫系统16的上述构造维持空气的连续流且减小空气吹扫操作期间的压降以保持低于压差极限。
一旦达到蒸汽注入阈值，吹扫系统16(经由控制器18)便转到利用蒸汽而不是空气来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的第二操作模式，如图3所示。蒸汽注入许可阈值为温度和压力两者的函数。针对温度的蒸汽注入许可阈值可在从大约250℃至425℃或者315℃至375℃的范围内，而压力可在从约3500 kPa至5500 kPa或者4170 kPa至4500 kPa的范围内。例如，吹扫系统16可在温度等于或大于约315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、370或370℃或者任何其它温度和/或压力大于约4170、4200、4250、4300、4350、4400、4450或4500 kPa或者任何其它压力后转到第二操作模式。
如图所示，蒸汽自蒸汽供应50(例如，由锅炉产生)流动，如由箭头122所示，且沿着蒸汽供应管线68流动通过打开的阀70，如由箭头124所示。蒸汽的大部分(即，第一部分)(例如，大于总蒸汽的大约90%)朝向压缩机34的压缩机排放端口的歧管66流动，如由箭头126所示。在一些实施例中，流向歧管66的蒸汽的第一部分可在总蒸汽的大约70%至99%的范围内。流入歧管66中的蒸汽增加了涡轮发动机14的功率输出。流向歧管66的蒸汽克服了可从歧管66流入蒸汽供应管线68中的任何空气的压力。蒸汽的较小部分(即，第二部分)(例如，小于总蒸汽的大约10%)流动通过管线72，如由箭头128所示，到蒸汽吹扫线路76，如由箭头130、132所示。经由蒸汽维持气体线路内的连续流体流减小了易燃流体再循环回到气体燃料线路中的几率。在一些实施例中，通过管线72流到蒸汽吹扫线路76的蒸汽的第二部分可在总蒸汽的大约1%至30%的范围内。空气吹扫线路74的吹扫空气阀80关闭，从而将蒸汽流转移通过蒸汽吹扫线路76。沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82限制了用于吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的蒸汽流的量。通过限制蒸汽流，孔口82确保了蒸汽的较大部分流向歧管66。
其中一些蒸汽沿着空气吹扫线路76跨过孔口82，如由箭头134、136所示，朝向共同吹扫线路78。蒸汽沿着共同吹扫线路78以最小压降通过打开的阀84、86流到气体燃料管线40中，如由箭头138所示。在用蒸汽吹扫气体燃料36时，泄放阀90关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，蒸汽然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头140所示，以吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20和22以及气体歧管92)。在利用蒸汽吹扫气体燃料线路时，排泄阀100打开，以收集并排泄在气体管线40内从蒸汽形成的任何冷凝物。蒸汽沿着排泄管线96流动，如由箭头142、144所示。沿着排泄管线96设置的孔口98限制蒸汽朝向阀100和排出区域的流。通过限制蒸汽的流，孔口98确保了蒸汽的较大部分流向气体歧管92。如图2和图3所设计的，吹扫系统16允许气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫系统16大体上减小或消除了焦化、燃烧产物到气体燃料管线40 和燃料喷嘴20、22中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
图4和图5示出了吹扫系统16的一实施例，该吹扫系统16包括三通阀154，其被构造成允许利用空气或蒸汽来吹扫气体燃料管线40。图4为在利用空气吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的第一操作模式中的、涡轮系统12用的空气和蒸汽双吹扫系统16和燃料管理系统10的一部分的实施例的示意图。在结构上，燃料管理系统10和吹扫系统16的大部分如上文在图2和图3中所述，除了吹扫系统16的一部分之外。例如，吹扫系统16包括三通阀154且缺少吹扫空气阀80。此外，空气吹扫线路74和蒸汽吹扫线路76不同地构造。
吹扫系统72包括单独地联接到蒸汽供应管线68的空气吹扫线路74和蒸汽吹扫线路76。三通阀154沿着蒸汽供应管线68设置在空气吹扫线路74与管线68的连接处。三通阀154包括与蒸汽供应管线68接合的第一端口156、与来自压缩机排放端口的歧管66的管线160(例如，空气供应管线)接合的第二端口158以及与空气吹扫线路74接合的第三端口162。蒸汽吹扫线路76在三通阀154与压缩机34的压缩机排放端口的歧管66之间联接到管线160。空气吹扫线路74与蒸汽吹扫线路76形成并联的吹扫管线或线路(即，部分独立的线路)，其会聚为联接或连结到气体燃料管线40的共同管线或吹扫线路78。在某些实施例中，空气吹扫线路74的直径大于蒸汽吹扫线路76的直径。蒸汽吹扫线路76包括孔口82(例如，吹扫蒸汽孔口)，其被构造成限制蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76到共同吹扫线路78的流。在某些实施例中，蒸汽吹扫线路可包括可调整阀而不是孔口82，以限制蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76到共同吹扫线路78的流。共同吹扫线路78如上文所述。
如上所述，控制器18联接到且被构造成打开及关闭阀70、154 (端口156、158、162)、84、86、90、100。通过打开和关闭阀70、154 (端口156、158、162)、84、86、90、100，控制器18能够经由吹扫控制逻辑56(例如，存储于非暂态有形计算机可读介质上的指令)来控制吹扫系统16和用空气和蒸汽对气体燃料线路的相继吹扫，以及控制经由歧管66向燃气涡轮发动机14提供蒸汽。此外，控制器18经由燃料转变控制逻辑54来调节从气体燃料36到液体燃料38的转变，反之亦然。
如上所述，在达到蒸汽注入许可阈值之前，吹扫系统16(经由控制器18)被构造成在第一操作模式期间在以液体燃料38启动涡轮系统12后利用空气来最初吹扫气体燃料线路。当阀70关闭时，从蒸汽供应50提供的任何蒸汽转移到蒸汽排泄口。从压缩机34的压缩机排放端口的歧管66提取空气，如由箭头164所示。所供应的空气沿着空气供应管线160流向三通阀154，如由箭头164所示。在第一操作模式期间，三通阀154的第一端口156关闭，而第二端口158和第三端口162打开。空气行进通过端口158、162进入空气吹扫线路74中，如由箭头166所示。空气沿着最小阻力的路径流动，空气吹扫线路74而不是蒸汽吹扫线路76，这归因于沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82。跨过孔口82的空气流将比沿着空气吹扫线路74的空气流导致更高的压降。这种设计使得吹扫系统16能够减小压降且允许连续的空气吹扫流。空气沿着共同吹扫线路78以最小压降通过打开的阀84，86流到气体燃料管线40中，如由箭头168、170所示。在用空气吹扫气体燃料线路时，泄放阀90关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，空气然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头172、174所示，以吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20和22以及气体歧管66)。在利用空气吹扫气体燃料36时，排泄阀100关闭，以减小或消除任何可能的泄漏和压力损失。低压差存在于空气源(例如，歧管66)与气体燃料喷嘴槽之间。吹扫系统16的上述构造维持连续的空气流且减小空气吹扫操作期间的压降以保持低于压差极限。
一旦达到蒸汽注入许可阈值，吹扫系统16(经由控制器18)便转到利用蒸汽而不是空气来吹扫来自气体燃料系统的气体燃料36的第二操作模式，如图5所示。蒸汽注入许可阈值为温度和压力两者的函数。针对温度的蒸汽注入许可阈值可在从大约250℃至425℃或者315℃至375℃的范围内，而压力可在从大约3500 kPa至5500 kPa或者4170 kPa至4500 kPa的范围内。例如，吹扫系统16可在温度等于或大于约315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、370或370℃或者任何其它温度和/或压力等于或大于约4170、4200、4250、4300、4350、4400、4450或4500 kPa或者任何其它压力后转到第二操作模式。
如图5所示，在第二操作模式期间，三通阀154的第一端口156和第二端口158打开，而第三端口162关闭。如图所示，蒸汽从蒸汽供应50(例如，由锅炉产生)沿着蒸汽供应管线68流动通过打开的阀70，如由箭头184所示，且流动通过打开的端口156、158进入管线160中，如由箭头186所示。蒸汽的大部分(即，第一部分)(例如，大于总蒸汽的大约90%)流向压缩机34的压缩机排放端口的歧管66，如由箭头186所示。在一些实施例中，流向歧管66的蒸汽的第一部分可在总蒸汽的大约70%至99%的范围内。流向歧管66的蒸汽克服了可从歧管66流入管线160中的任何空气的压力。流入歧管66中的蒸汽增加了涡轮发动机14的功率输出。蒸汽的较小部分(即，第二部分)(例如，小于总蒸汽的大约10%)流入蒸汽吹扫线路76中，如由箭头188所示。经由蒸汽维持气体线路内的连续流体流减小了易燃流体再循环回到气体燃料线路中的几率。在一些实施例中，流入蒸汽吹扫线路76中的蒸汽的第二部分可在总蒸汽的约1%至30%的范围内。关闭三通阀162的第三端口162，从而将蒸汽流转移通过蒸汽吹扫线路76。沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82限制了用于吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的蒸汽流的量。通过限制蒸汽流，孔口82确保了蒸汽的较大部分流向歧管66。
其中一些蒸汽沿着空气吹扫线路76跨过孔口82，如由箭头188、190所示，朝向共同吹扫线路78。蒸汽沿着共同吹扫线路78以最小压降通过打开的阀84、86继续流入气体燃料管线40中，如由箭头192、 194所示。在用蒸汽吹扫气体燃料线路时，泄放阀90关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，蒸汽然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头196、198所示，以吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22以及气体歧管92)。在利用蒸汽吹扫气体燃料线路时，排泄阀100打开，以收集并排泄在气体管线40内从蒸汽形成的任何冷凝物。蒸汽沿着排泄管线96流动，如由箭头200、202所示。沿着排泄管线96设置的孔口98限制蒸汽朝向阀100和排出区域的流。通过限制蒸汽流，孔口98确保了蒸汽的较大部分流向气体歧管92。如图4和图5中所设计的，吹扫系统16允许气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫系统16减小或消除了焦化、燃烧产物到气体燃料管线40和燃料喷嘴20、22中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
除了会聚为共同吹扫线路78的并联的空气与蒸汽吹扫线路74、76之外，吹扫系统16可包括完全独立的空气和蒸汽吹扫线路74、76，如图6和图7中所示。图6为在利用空气吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的第一操作模式中的、涡轮系统12用的空气和蒸汽双吹扫系统16和燃料管理系统10的一部分的实施例的示意图。在结构上，沿着蒸汽供应管线68、气体燃料管线40和排泄管线96的构件如图2和图3中所示，除了吹扫系统16包括未合并为共同吹扫线路78的完全独立的空气和蒸汽吹扫线路74、76之外。
吹扫系统16包括在阀70与歧管66之间独立地联接到蒸汽供应管线68且延伸到气体供应管线40的空气和蒸汽吹扫线路74、76。空气和蒸汽吹扫线路74、76分别在压缩机排放端口的歧管66和蒸汽供应50附近联接到蒸汽供应管线68。空气吹扫线路74包括一对阀212和214(例如，截断阀)，其被构造成允许或限制空气流到气体燃料管线40。管线216(例如，泄放管线)在阀212与214之间联接到空气吹扫线路74。管线216包括阀218(例如，吹扫空气泄放阀)，其允许在蒸汽吹扫操作期间放掉任何空气。阀218在空气吹扫操作期间关闭且在蒸汽吹扫操作期间打开。一起，阀212和214以及泄放阀系统被构造成在燃气涡轮发动机14的气体燃料操作期间阻止任何可能的易燃流体泄漏到压缩机排放端口的歧管66中。
蒸汽吹扫线路76包括孔口82(例如，吹扫蒸汽孔口)，其被构造成限制蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76的流。在某些实施例中，蒸汽吹扫线路76包括可调整阀而不是孔口82。在孔口82的下游，蒸汽吹扫线路76包括一对阀220和222(例如，截断阀)，其被构造成允许或限制蒸汽到气体燃料管线40的流。管线224(例如，排泄管线)在阀220与222之间联接到蒸汽吹扫线路76。管线224包括阀226(例如，吹扫蒸汽泄放阀)，其允许在空气吹扫操作期间放掉任何蒸汽。阀226在蒸汽吹扫操作期间关闭且在空气吹扫操作期间打开。一起，阀220和222以及泄放阀系统被构造成在燃气涡轮发动机14的气体燃料操作期间阻止任何可能的易燃流体泄漏到压缩机排放端口的歧管66中。
如上所述，控制器18联接到且被构造成打开和关闭阀70、212、214、218、220、222、226、100。通过打开和关闭阀70、212、214、218、220、222、226、100，控制器18能够经由吹扫控制逻辑56(例如，存储于非暂态有形计算机可读介质上的指令)来控制吹扫系统16和用空气和蒸汽对气体燃料36的相继吹扫，以及控制经由歧管66向燃气涡轮发动机14提供蒸汽。此外，控制器18经由燃料转变控制逻辑54来调节从气体燃料36到液体燃料38的转变，反之亦然。
如上所述，在达到蒸汽注入许可阈值之前，吹扫系统16(经由控制器18)被构造成(在第一操作模式期间)在以液体燃料38启动涡轮系统12后利用空气来最初吹扫气体燃料线路。从压缩机34的压缩机排放端口的歧管66提取空气，如由箭头228所示。所供应的空气的一部分沿着蒸汽供应管线68流向蒸汽截流阀70，如由箭头230所示。在第一操作模式期间，蒸汽截流阀70关闭，因此，沿着蒸汽供应管线68流向阀70的空气可如箭头231所示被排泄。当阀70关闭时，由蒸汽供应提供的任何蒸汽50转移到蒸汽排泄口。
空气的另一部分行进通过管线68到空气吹扫线路74，如由箭头232所示。空气沿着最小阻力的路径流动，空气吹扫线路74而不是蒸汽吹扫线路76，这归因于沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82。跨过孔口82的空气流将比沿着空气吹扫线路74的空气流导致更高的压降。这种设计使得吹扫系统16能够减小压降且允许连续的空气吹扫流。空气沿着空气吹扫线路74以最小压降通过打开的阀212、214流到气体燃料管线40中，如由箭头232、234所示。如上所述，在用空气吹扫气体燃料36时，泄放阀218关闭。而且，在用空气吹扫气体燃料线路时，泄放阀226关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，空气然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头236所示，以吹扫气体燃料系统(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22以及气体歧管92)。在利用空气吹扫气体燃料线路时，排泄阀100关闭，以阻止任何可能的泄漏和压力损失。低压差存在于空气源(例如，歧管66)与气体燃料喷嘴槽之间。吹扫系统16的上述构造维持连续的空气流且减小空气吹扫操作期间的压降以保持低于压差极限。
一旦达到蒸汽注入许可阈值，吹扫系统16(经由控制器18)便转到利用蒸汽而不是空气来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的第二操作模式，如图7所示。蒸汽注入许可阈值为温度和压力两者的函数。针对温度的蒸汽注入许可阈值可在从约250℃至450℃或者315℃至375℃的范围内，而压力可在从约3500 kPa至5500 kPa或者4170 kPa至4500 kPa的范围内。例如，吹扫系统16可在温度等于或大于约315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、370或370℃或者任何其它温度和/或压力等于或大于约4170、4200、4250、4300、4350、4400、4450或4500 kPa或者任何其它压力后转到第二操作模式。
如图所示，蒸汽自蒸汽供应50(例如，由锅炉产生)流动，如由箭头246所示，且沿着蒸汽供应管线68流动通过打开的阀70，如由箭头248所示。蒸汽的大部分(即，第一部分)(例如，大于总蒸汽的大约90%)流向压缩机34的压缩机排放端口的歧管66，如由箭头250所示。在一些实施例中，流向歧管66的蒸汽的第一部分可在总蒸汽的大约70%至99%的范围内。流入歧管66中的蒸汽增加了涡轮发动机14的功率输出。蒸汽的较小部分(即，第二部分)(例如，小于总蒸汽的大约10%)流入蒸汽吹扫线路76中，如由箭头252所示。经由蒸汽维持气体线路内的连续流体流防止易燃流体再循环回到气体燃料线路中。在一些实施例中，流入蒸汽吹扫线路76中的蒸汽的第二部分可在总蒸汽的约1%至30%的范围内。沿着蒸汽吹扫线路76设置的孔口82限制了用于吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的蒸汽流的量。通过限制蒸汽流，孔口82确保了蒸汽的较大部分流向歧管66。
其中一些蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76跨过孔口82，如由箭头252所示。蒸汽沿着蒸汽吹扫线路76以最小压降通过打开的阀220、222流入气体燃料管线40中，如由箭头254、256所示。如上文所述，在用空气吹扫气体燃料线路时，泄放阀218打开。而且，在用空气吹扫气体燃料线路时，泄放阀226关闭。在燃气涡轮14的液体燃料操作期间，蒸汽然后沿着气体燃料管线40流动，如由箭头258所示，以吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22以及气体歧管92)。在利用蒸汽吹扫气体燃料线路时，排泄阀100打开，以收集并排泄在气体管线40内从蒸汽形成的任何冷凝物。蒸汽沿着排泄管线96流动，如由箭头260、262所示。沿着排泄管线96设置的孔口98限制蒸汽流向阀100和排出区域。通过限制蒸汽流，孔口98确保了蒸汽的较大部分流向气体歧管92。如图6和图7中所设计的，吹扫系统16允许气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫系统16减小或消除了焦化、燃烧产物到气体燃料管线40和燃料喷嘴20、22中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
在图1至图7中提及的吹扫系统16的上述实施例的采用在以下过程中描述。图8为用于在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间吹扫气体燃料系统的气体燃料线路的过程272的一实施例的流程图。特别地，该过程272采用上述吹扫顺序以允许对气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫顺序减小或消除了焦化、燃烧产物到气体燃料管线40和燃料喷嘴中的回流以及发动机硬件的较快劣化。如上所述的燃料控制器18实施过程272。
过程272包括以液体燃料38开始多燃料燃气涡轮发动机14的操作(框274)。当燃气涡轮发动机的液体燃料操作开始(框274)时，吹扫系统16(经由控制器18)在以第一模式操作时如上所述最初利用空气来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(例如，气体燃料管线40、燃料喷嘴20、22以及气体歧管)(框276)。利用空气的第一吹扫操作模式发生在来自蒸汽供应50的蒸汽的参数(例如，温度和压力)达到蒸汽注入许可阈值之前。蒸汽注入许可阈值为温度和压力两者的函数。针对温度的蒸汽注入许可阈值可在从大约250℃至425℃或者315℃至375℃的范围内，而压力可在从约3500 kPa至5500 kPa或者4170 kPa至4500 kPa的范围内。在由吹扫系统16进行空气吹扫操作期间，控制器18监测蒸汽的参数(例如，温度和压力)(框278)。控制器18判断蒸汽参数是否达到蒸汽注入许可阈值(框280)。如果蒸汽参数未达到蒸汽注入许可阈值，则控制器18继续监测蒸汽参数(框278)。然而，如果蒸汽参数确实达到蒸汽注入许可阈值，则吹扫系统16(经由控制器18)转到以第二模式操作且利用蒸汽而不是空气来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路(框282)。此外，在第二模式期间，蒸汽经由歧管66提供给燃气涡轮发动机14以增加发动机14的功率输出。
所公开的实施例的技术效果包括提供在燃气涡轮发动机14的液体燃料操作期间用于气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫的系统和方法。特别地，所公开的实施例包括空气和蒸汽双吹扫系统16(例如，气体燃料吹扫系统)，经由控制器18(例如，使用吹扫控制逻辑56)，其被构造成利用空气和蒸汽来相继地吹扫气体燃料线路。在达到蒸汽注入许可阈值之前，吹扫系统16最初利用空气吹扫气体燃料系统的气体燃料线路。在达到蒸汽注入许可阈值之后，吹扫系统16随后利用蒸汽来吹扫气体燃料系统的气体燃料线路，而燃气涡轮发动机14经由歧管66被提供蒸汽以增加发动机14的功率输出。吹扫系统16可包括会聚为共同吹扫线路78的部分独立的空气和蒸汽吹扫线路74、76或者完全独立的空气蒸汽吹扫线路74、76。吹扫系统16的构造在气体燃料系统的气体线路内维持连续的流体流(例如，空气或蒸汽)。此外，吹扫系统16允许对气体燃料系统的气体燃料线路的空气和蒸汽双吹扫，同时允许使用蒸汽来增加多燃料燃气涡轮发动机14的功率输出。此外，吹扫系统16减小或消除了焦化、燃烧产物到气体燃料管线40和燃料喷嘴20、22中的回流以及发动机硬件的较快劣化。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括做出和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质不同的等效结构要素，则此类其它示例意图在权利要求的范围内。
Claims (20)
1. 一种系统，包括：
多燃料燃气涡轮，其被构造成在液体燃料系统和气体燃料系统上操作，其中，所述多燃料燃气涡轮包括压缩机、燃烧器和涡轮；以及
气体燃料吹扫系统，其被构造成在所述燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫所述气体燃料系统的气体燃料线路，其中，所述气体燃料吹扫系统被构造成利用空气和蒸汽相继地吹扫所述气体燃料线路。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体燃料吹扫系统被构造成在达到蒸汽注入许可阈值之前最初用空气吹扫所述气体燃料线路。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气体燃料吹扫系统被构造成在达到所述蒸汽注入许可阈值后随后用蒸汽吹扫所述气体燃料线路。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体燃料吹扫系统包括空气吹扫线路和蒸汽吹扫线路，所述空气吹扫线路被构造成用所述空气吹扫所述气体燃料线路，所述蒸汽吹扫线路被构造成用所述蒸汽吹扫所述气体燃料线路。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路为至少部分独立的线路。
6. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，气体燃料吹扫系统包括共同吹扫线路，其具有所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路。
7. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述气体燃料吹扫系统包括三通阀，所述三通阀包括与来自蒸汽供应的第一管线接合的第一端口、与来自所述压缩机的压缩机排放端口的第二管线接合的第二端口以及与所述空气吹扫线路接合的第三端口，所述三通阀被构造成在用所述空气吹扫所述气体燃料线路时打开所述第二和第三端口且关闭所述第一端口，并且，所述三通阀被构造成在用所述蒸汽吹扫所述气体燃料线路时打开所述第一和第二端口且关闭所述第三端口。
8. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路为完全独立的线路。
9. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述蒸汽吹扫线路包括孔口，所述孔口被构造成使得所述蒸汽的第一部分能够流向所述压缩机的压缩机排放端口且所述蒸汽的第二部分能够流到所述蒸汽吹扫线路中以吹扫所述气体燃料系统的气体燃料线路。
10. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体燃料吹扫系统包括排泄管线，所述排泄管线被构造成在用所述蒸汽吹扫所述气体燃料线路时从所述气体线路排泄蒸汽冷凝物。
11. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括控制器，所述控制器被构造成控制所述气体燃料吹扫系统和用空气和蒸汽对所述气体燃料线路的相继吹扫。
12. 一种系统，包括：
空气和蒸汽双吹扫系统，其被构造成在所述燃气涡轮的液体燃料操作期间吹扫联接到多燃料燃气涡轮的气体燃料线路，其中，所述空气和蒸汽双吹扫系统包括空气吹扫线路和蒸汽吹扫线路，所述空气吹扫线路被构造成用空气吹扫所述气体燃料线路，所述蒸汽吹扫线路被构造成用蒸汽吹扫所述气体燃料线路。
13. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，包括具有所述空气和蒸汽双吹扫系统的多燃料燃气涡轮。
14. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述空气和蒸汽双吹扫系统被构造成用所述空气和所述蒸汽来相继地吹扫所述气体燃料线路。
15. 根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述空气和蒸汽双吹扫系统被构造成在达到蒸汽注入许可阈值之前最初用所述空气吹扫所述气体燃料线路。
16. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述空气和蒸汽双吹扫系统被构造成在达到所述蒸汽注入许可阈值后随后用所述蒸汽吹扫所述气体燃料线路。
17. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路为至少部分独立的线路。
18. 根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路在所述气体燃料线路的上游会聚为共同吹扫线路。
19. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述空气吹扫线路和所述蒸汽吹扫线路为完全独立的线路。
20. 一种用于吹扫多燃料燃气涡轮的气体燃料线路的方法，包括：
以液体燃料开始所述多燃料燃气涡轮的操作；
最初用空气吹扫所述气体燃料线路；
监测蒸汽供应的蒸汽参数，以判断所述蒸汽参数是否达到蒸汽注入许可阈值；以及
在所述蒸汽参数达到所述蒸汽注入许可阈值后随后用蒸汽吹扫所述气体燃料线路。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106988890A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-07-28 | 通用电气公司 | 可靠的气体‑液体转变的方法和系统 |
| CN112460637A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-03-09 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种双燃料燃气轮机引气吹扫系统 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2989736B1 (fr) * | 2012-04-18 | 2014-05-16 | Ge Energy Products France Snc | Procede de purge d'une turbine a gaz |
| US9909499B2 (en) | 2014-04-04 | 2018-03-06 | General Electric Company | Fuel drainage and purge system and method |
| US10215060B2 (en) * | 2014-11-06 | 2019-02-26 | Powerphase Llc | Gas turbine efficiency and power augmentation improvements utilizing heated compressed air |
| FR3030629B1 (fr) * | 2014-12-23 | 2017-02-03 | Ge Energy Products France Snc | Installation et procede d'alimentation d'une chambre de combustion ayant une cavite ventilee par air chaud de purge |
| US10378447B2 (en) | 2016-09-30 | 2019-08-13 | General Electric Company | System and method for purging fuel or coolant from turbomachine |
| JP7261433B2 (ja) | 2016-11-11 | 2023-04-20 | 株式会社小泉製作所 | 飲用容器 |
| WO2018216331A1 (ja) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | 三浦工業株式会社 | 水素燃焼ボイラ |
| US11156163B2 (en) | 2019-10-04 | 2021-10-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Fluid injection systems having fluid line purging |
| US11572840B2 (en) * | 2019-12-03 | 2023-02-07 | General Electric Company | Multi-mode combustion control for a rotating detonation combustion system |
| EP3832091B1 (en) * | 2019-12-04 | 2023-06-14 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Gas turbine assembly for power plant application fed by at least two different fuels (fuel-gas or fuel-oil) and a method for operating this assembly when switching fuels or when operating this assembly with fuel-oil |
| CN113982758B (zh) * | 2021-11-09 | 2023-04-07 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备 |
| US11359554B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-06-14 | General Electric Company | System and method for fuel nozzle cleaning during engine operation |
| US11261803B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-03-01 | General Electric Company | Method and system for fuel nozzle cleaning during engine operation |
| US11639687B2 (en) * | 2020-10-22 | 2023-05-02 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel injectors and method of purging fuel injectors |
| US11306661B1 (en) * | 2020-12-04 | 2022-04-19 | General Electric Company | Methods and apparatus to operate a gas turbine engine with hydrogen gas |
| US11808219B2 (en) * | 2021-04-12 | 2023-11-07 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel systems and methods for purging |
| US11946378B2 (en) | 2022-04-13 | 2024-04-02 | General Electric Company | Transient control of a thermal transport bus |
| CN114810358B (zh) * | 2022-04-25 | 2024-02-20 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 燃气轮机低排放双燃料系统及其控制方法 |
| US11927142B2 (en) | 2022-07-25 | 2024-03-12 | General Electric Company | Systems and methods for controlling fuel coke formation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969324A (en) * | 1988-07-13 | 1990-11-13 | Gas Research Institute | Control method for use with steam injected gas turbine |
| US5369951A (en) * | 1990-11-27 | 1994-12-06 | Rolls-Royce Plc | Gas generators |
| JPH11210494A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Toshiba Corp | ガスタービン燃料供給装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法 |
| US6250065B1 (en) * | 1998-04-21 | 2001-06-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustion system and combustor ignition method therefor |
| CN101210519A (zh) * | 2006-12-26 | 2008-07-02 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮机的非线性燃料转换 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6048618B2 (ja) * | 1978-11-22 | 1985-10-28 | 株式会社日立製作所 | 気体燃料系統のパ−ジ系統 |
| JPS6017626A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Hitachi Ltd | 燃料パ−ジ法 |
| US4893467A (en) * | 1988-07-13 | 1990-01-16 | Gas Research Institute | Control system for use with steam injected gas turbine |
| JP2856860B2 (ja) * | 1990-07-31 | 1999-02-10 | 株式会社東芝 | ガスタービン設備 |
| US6145294A (en) | 1998-04-09 | 2000-11-14 | General Electric Co. | Liquid fuel and water injection purge system for a gas turbine |
| JPH11324720A (ja) * | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃料油パージシステム |
| EP1199454A3 (en) | 1998-05-08 | 2003-01-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine fuel oil distribution control system |
| US6367239B1 (en) * | 1998-12-09 | 2002-04-09 | General Electric Company | Fuel delivery systems and method |
| JP2001153364A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| US6438963B1 (en) | 2000-08-31 | 2002-08-27 | General Electric Company | Liquid fuel and water injection purge systems and method for a gas turbine having a three-way purge valve |
| JP4115659B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2008-07-09 | 株式会社東芝 | ガスタービンの燃料供給系 |
| JP3807272B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2006-08-09 | 株式会社日立製作所 | 改質燃料焚きガスタービン及びその燃料系統パージ方法 |
| JP4130909B2 (ja) * | 2003-09-26 | 2008-08-13 | 株式会社日立製作所 | ２重燃料焚きガスタービン燃料供給系 |
| US7950238B2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-05-31 | General Electric Company | Method for detecting onset of uncontrolled fuel in a gas turbine combustor |
| US20090025396A1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | General Electric Company | Parallel turbine fuel control valves |
| US20110036092A1 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | General Electric Company | Methods and Systems for Dry Low NOx Combustion Systems |
| US20110265488A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | General Electric Company | ALTERNATE METHOD FOR DILUENT INJECTION FOR GAS TURBINE NOx EMISSIONS CONTROL |
| US9239013B2 (en) * | 2011-01-03 | 2016-01-19 | General Electric Company | Combustion turbine purge system and method of assembling same |
| US8340886B2 (en) * | 2011-03-07 | 2012-12-25 | General Electric Company | System and method for transitioning between fuel supplies for a combustion system |
| US20140013754A1 (en) * | 2011-03-31 | 2014-01-16 | Ilya Aleksandrovich Slobodyanskiy | Power augmentation system with dynamics damping |
| US9267433B2 (en) * | 2011-10-24 | 2016-02-23 | General Electric Company | System and method for turbine combustor fuel assembly |
-
2011
- 2011-11-10 US US13/294,088 patent/US9650955B2/en active Active
-
2012
- 2012-11-06 JP JP2012244035A patent/JP5993282B2/ja active Active
- 2012-11-08 EP EP12191894.0A patent/EP2592250B1/en active Active
- 2012-11-09 CN CN201210445683.2A patent/CN103104345B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969324A (en) * | 1988-07-13 | 1990-11-13 | Gas Research Institute | Control method for use with steam injected gas turbine |
| US5369951A (en) * | 1990-11-27 | 1994-12-06 | Rolls-Royce Plc | Gas generators |
| JPH11210494A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Toshiba Corp | ガスタービン燃料供給装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法 |
| US6250065B1 (en) * | 1998-04-21 | 2001-06-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustion system and combustor ignition method therefor |
| CN101210519A (zh) * | 2006-12-26 | 2008-07-02 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮机的非线性燃料转换 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106988890A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-07-28 | 通用电气公司 | 可靠的气体‑液体转变的方法和系统 |
| CN106988890B (zh) * | 2015-09-23 | 2020-10-27 | 通用电气公司 | 可靠的气体-液体转变的方法和系统 |
| CN112460637A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-03-09 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种双燃料燃气轮机引气吹扫系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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